UV-C辐照对典型藻类生长抑制效果与机理研究
发布时间：2020-11-03 01:31
本论文选取蓝藻藻种铜绿微囊藻、绿藻藻种椭圆小球藻、普通小球藻、斜生栅藻等作为典型藻类,研究了不同藻密度条件下UV-C辐照对藻细胞生长的抑制效果,采用流式细胞术、调制荧光技术、实时荧光定量PCR技术等方法,确定抑制生长且膜损伤影响小的UV-C辐照剂量范围,通过测定藻细胞生理活性及光合作用的影响以揭示抑藻的动态机制,比较了所实验藻种对UV-C辐照的敏感性,现场调查深圳荔枝湖治理工程中组合工艺的控藻效果及局限性,提出UV-C辐照抑藻的应用思路。 UV-C辐照能显著抑制铜绿微囊藻的生长。对于初始藻密度为105~107个·mL-1的铜绿微囊藻,采用50~200 mJ·cm-2 UV-C辐照,能够抑制藻细胞增长,抑制期为5~15 d。UV-C辐照的抑制效果与辐照剂量有关,与初始藻密度无关。20~50 mJ·cm-2 UV-C辐照后,超过80%的藻细胞保持细胞膜完整。100~200 mJ·cm-2 UV-C辐照后70~90%的细胞破裂。 深入研究了UV-C辐照的抑藻机理,光合蛋白的编码基因转录过程首先受到抑制;其次水溶性色素容易受到损伤,影响光能捕获和传递过程;D1蛋白受到损伤,降低电子产率和传递速率,影响能量转化和电子传递过程。藻细胞能够应急启动修复机制,但不足以弥补损伤程度。当水溶性色素位点损伤加剧,光能捕获和传递过程进一步降低;D1蛋白损伤加剧,电子产率和传递速率迅速降低,影响ATP合成及CO2固定,细胞生长所需的能量和有机物供给不足,使藻细胞生长受到抑制。藻细胞代谢活性受到辐照影响,但其程度较光合作用受影响的程度低。藻细胞内活性氧物质得到产生和积累,形成氧化压力,也是藻细胞受到损伤的机制之一。 UV-C辐照使椭圆小球藻、普通小球藻、斜生栅藻等增速变缓,但无致死影响。3种绿藻对UV-C辐照的敏感性显著低于铜绿微囊藻。 传统组合工艺的控藻效果比较差,提出采用移动式UV-C辐照技术抑制藻类生长,实现藻类生物量的原位控制。
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X173
【部分图文】：
41图 2. 1 铜绿微囊藻细胞形态激光共聚焦显微镜观察图；b 为扫描电子显微镜观表 2. 1 BG-11 培养基的组成分 浓度（mg·L-1） 化学成分 浓度（O31500 Na2EDTA ·3H2O 40 H3BO37H2O 75 MnCl2·H2O H2O 36 ZnSO4·7H2O 酸 6 CuSO4·5H2O 0铁铵 6 CO(NO3)2·6H2O 0O320 Na2MoO4·2H2O
于实验前用 70%乙醇对准平行光束仪辐照系统进行清洁灭菌。图 2. 2 准平行光束仪结构图2.2.3 取样及细胞计数辐照处理前及以后相隔 2 h 内（记为 0.1 d）、1 d、3 d、5 d、7 d、9d、12d、15 d、20 d、25 d、30 d 取样。细胞计数采用血球计数板法，于共聚焦激光扫描显微镜（LSM 510 共聚焦激光扫描显微镜，Carl Zeiss，第08期 陶益：UV-C辐照对典型藻类生长抑制效果与机理研究 B027-10-49
45UV-C 辐照对初始藻密度为 9.1×105个·mL-1藻细胞生（a 为生长曲线图，b 为抑制曲线图）藻密度为1.2×105个·mL-1的藻液藻密度为 1.2×105个·mL-1，得到不同 UV-C 辐生长的影响，如图 2.4 所示。培养期内，对照 100、200、400 mJ·cm-2UV-C 辐照处理后，细期内，各 UV-C 辐照处理组均未出现细胞密度0、400 mJ·cm-2处理组分别于第 7 d、第 9 d 降低·cm-2以上的 UV-C 辐照剂量超过了预期的抑制V-C 辐照剂量增加的变化如图 2.4 所示。培养期剂量范围内的 Ir 值无显著性差异。这说明生长抑趋于稳定，即使大幅提高 UV-C 辐照剂量至 40
【引证文献】
本文编号：2867883
【学位单位】：清华大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：X173
【部分图文】：
41图 2. 1 铜绿微囊藻细胞形态激光共聚焦显微镜观察图；b 为扫描电子显微镜观表 2. 1 BG-11 培养基的组成分 浓度（mg·L-1） 化学成分 浓度（O31500 Na2EDTA ·3H2O 40 H3BO37H2O 75 MnCl2·H2O H2O 36 ZnSO4·7H2O 酸 6 CuSO4·5H2O 0铁铵 6 CO(NO3)2·6H2O 0O320 Na2MoO4·2H2O
于实验前用 70%乙醇对准平行光束仪辐照系统进行清洁灭菌。图 2. 2 准平行光束仪结构图2.2.3 取样及细胞计数辐照处理前及以后相隔 2 h 内（记为 0.1 d）、1 d、3 d、5 d、7 d、9d、12d、15 d、20 d、25 d、30 d 取样。细胞计数采用血球计数板法，于共聚焦激光扫描显微镜（LSM 510 共聚焦激光扫描显微镜，Carl Zeiss，第08期 陶益：UV-C辐照对典型藻类生长抑制效果与机理研究 B027-10-49
45UV-C 辐照对初始藻密度为 9.1×105个·mL-1藻细胞生（a 为生长曲线图，b 为抑制曲线图）藻密度为1.2×105个·mL-1的藻液藻密度为 1.2×105个·mL-1，得到不同 UV-C 辐生长的影响，如图 2.4 所示。培养期内，对照 100、200、400 mJ·cm-2UV-C 辐照处理后，细期内，各 UV-C 辐照处理组均未出现细胞密度0、400 mJ·cm-2处理组分别于第 7 d、第 9 d 降低·cm-2以上的 UV-C 辐照剂量超过了预期的抑制V-C 辐照剂量增加的变化如图 2.4 所示。培养期剂量范围内的 Ir 值无显著性差异。这说明生长抑趋于稳定，即使大幅提高 UV-C 辐照剂量至 40
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 郑宾国;辐照技术对蓝藻生长的抑制机理研究[D];南京大学;2012年
相关硕士学位论文 前1条
1 张婧婧;超声强化紫外线对藻类生长抑制效果的研究[D];清华大学;2011年
本文编号：2867883
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2867883.html
